Corso di laurea in Scienze Biologiche - Chimica dell`Ambiente

Università degli Studi di Torino
Facoltà di Scienze MM.FF.NN
Corso di Laurea Magistrale
in Chimica dell’Ambiente
Scheda programmi corsi
* NOME CORSO: Analisi strutturale e di superficie
Structural and surface analysis techniques
* SSD: CHIM/02……………………………………
* 1. Docenza
Docente: prof. Salvatore Coluccia
Dipartimento di Chimica IFM
Tel.: 0116705346
Fax: 011 6707953
e-mail: [email protected]
Docente: prof.
Dipartimento di
Tel.:
Fax:
e-mail:
* 2. Obiettivi formativi specifici (max 1000 caratteri)
Gli obiettivi formativi del corso prevedono l’acquisizione da parte degli studenti dei concetti teorici
e pratici che sono alla base delle tecniche sperimentali per la caratterizzazione strutturale e
superficiale di materiali di interesse nel campo ambientale. Gli studenti acquisiranno le competenze
per poter analizzare sistemi complessi, come materiali cristallini e amorfi, porosi e non, sfruttando
l’indagine chimico-fisica e avranno i mezzi per individuare le tecniche sperimentali più appropriate
a tale scopo. La stesura di una relazione tecnico-scientifica sulle esercitazioni condotte in
laboratorio rappresenterà un momento formativo in cui lo studente dovrà organizzare ed elaborare
criticamente i dati sperimentali.
* 3. Competenze minime in uscita
Descrittori di Dublino
Competenze minime in uscita
A: CONOSCENZA E CAPACITA’ DI COMPRENSIONE
Conoscenza delle tecniche strumentali avanzate di analisi come
spettroscopie UV,Vis, IR, spettroscopie in emissione.
Conoscenza dei principi e dell'applicabilità delle tecniche a raggi X,
XPS, Auger, XRF , di microscopia elettronica e di microscopia a
forza atomica per la caratterizzazione di campioni
ambientali e di materiali.
B: CAPACITA’
Capacità di affrontare la problematica complessa in ambito
ambientale per quanto riguarda le tecniche di caratterizzazione dei
materiali. Capacità di reperire la letteratura scientifica e legislativa
inerente una definita problematica ambientale.
Acquisizione della pratica di laboratorio e dell'autonomia di azione
con tecniche strumentali (verificata con esercitazioni di laboratorio
per materiali inorganici) ambientali.
Capacità di selezione delle tecniche di analisi più opportune
APPLICATIVE
C: AUTONOMIA DI GIUDIZIO
Capacità di progettare strategie di misure sperimentali su materiali
di interesse ambientale.
Capacità di supportare il proprio giudizio con il bagaglio
teorico/pratico appreso e dati di letteratura. Capacità di svolgere il
Data ultima revisione 6 giugno 2005 - Rev. 01 – Mod15 Pagina 1 di 4
Università degli Studi di Torino
Facoltà di Scienze MM.FF.NN
Corso di Laurea Magistrale
in Chimica dell’Ambiente
Scheda programmi corsi
ruolo di consulente tecnico, addivenendo a conclusioni autonome,
sostanziate e indipendenti dal ruolo svolto, che tengano in
considerazione il complesso delle informazioni ambientali e
chimiche.
L'autonomia di giudizio è verificata, anche in sede di esame, sulle
relazioni prodotte dallo studente in merito alle tematiche prese in
considerazione durante le esercitazioni di laboratorio.
D: ABILITÀ NELLA COMUNICAZIONE
Capacità di esprimere oralmente o attraverso relazioni tecnicoscientifiche le modalità di esecuzione delle prove/misure svolte, il
loro significato e le conclusioni che derivano da tale
interpretazione, in modo sintetico, coerente e ben focalizzato, anche
avvalendosi di sistemi audiovisivi e di programmi grafici di
presentazione (verificata con esercitazioni di laboratorio).
Capacità di redigere relazioni tecnico-scientifiche e rapporti di
consulenza tecnica, anche in lingua inglese
Strumenti didattici di verifica. Nelle valutazioni degli elaborati
individuali e della prova finale la qualità e l'efficacia
della comunicazione concorre autonomamente alla formazione del
giudizio complessivo.
4. Pre-requisiti in ingresso
Pre-requisiti (in ingresso)
Conoscenza della chimica generale ed inorganica
Conoscenza della chimca fisica
Insegnamenti fornitori
Chimica generale ed inorganica
Chimica Fisica
5. Propedeuticità obbligatorie
nessuna
* 6. Metodologia didattica
La metodologia didattica impiegata consiste in:
• Lezioni frontali (N.ore): 48 (6CFU)
• Pratica di laboratorio (N.ore): 32 (2CFU)
• Esercitazioni teoriche (N.ore):
• Seminari (N. ore):
•
* 7. Modalità di svolgimento:
__ convenzionale
__ teledidattica
__ mista
* 8. Programma, articolazione e carico didattico
Introduzione all’analisi delle superfici e alle tecniche per la determinazione della struttura di solidi inorganici.
Tecniche volumetriche per la Determinazione di area superficiale e porosità di materiali.
Interazione RADIAZIONE-MATERIA ed ELETTRONI-MATERIA.
Data ultima revisione 6 giugno 2005 - Rev. 01 – Mod15 Pagina 2 di 4
Università degli Studi di Torino
Facoltà di Scienze MM.FF.NN
Corso di Laurea Magistrale
in Chimica dell’Ambiente
Scheda programmi corsi
Tecniche Spettroscopiche per l’analisi strutturale e di superficie : La spettroscopia IR in trasformata di Fourier e
l’adsorbimento di molecole sonda. La spettroscopia UV-Vis in assorbimento ed emissione. Tecniche di Riflettanza. La
riflettanza speculare, la riflettanza diffusa (DR) e la funzione di Kubelka-Munk, la riflettanza totale attenuata (ATR). La
spettroscopia fotoelettronica nell’UV (UPS) e a raggi X (XPS). La spettroscopia elettonica Auger (AES) e la
fluorescenza a raggi X (XRF). La spettroscopia a perdita di energia (EELS).
Tecniche di diffrazione a raggi X: XRD di polveri e LEED
Tecniche di Microscopia elettronica: La microscopia elettronica in trasmissione (TEM) e ad alta risoluzione (HRTEM).
La microscopia elettronica a scansione (SEM). L’analisi elementare mediante spettroscopia a dispersione di energia
(EDS).
Microscopia a forza atomica (AFM)
La luce di sincrotrone. Accelerazione di elettroni e possibili applicazioni.
Esercitazioni: utilizzo di tecniche di diffrazione, spettroscopie ottiche e tecniche di microscopia elettronica su materiali
di interesse nella catalisi ambientale e su particolato di origine atmosferica.
Argomento
Ore
Lez.
Ore
Esercit.
Tecniche volumetriche per l’analisi di superficie
Tecniche Spettroscopiche per l’analisi strutturale e di superficie
Tecniche di diffrazione di raggi X
Microscopie elettroniche (HRTEM e SEM)
5
15
10
10
8
4
16
6
6
Microscopia a scansione di sonda
•
Ore di
studio
personale
4
20
15
15
8
9. Programma in lingua inglese (max 4000 caratteri)
Introduction to structural techniques and surface analysis. Specific surface area and porosity of the materials. Matter
electromagnetic radiation interaction and matter electrons interaction.
Spectoscopic techniques for structural and surface analysis: IR spectroscopy supplemented by the use of probe
molecules.absorption and emission of UV-Vis spectroscopy Reflectance techniques: Specular reflectance, diffuse
reflectance (DR) and Kubelka-Munck function , total attenuated reflectance (ATR). Photoelectron spectroscopy UPS
and XPS. Auger electron spectroscopy (AES) and X-ray fluorescence spectroscopy (XRF). Electron energy loss
spectroscopy (EELS)
X-ray diffraction techniques: XRD and LEED
Electron microscopies: Transmission electron microscopy (TEM) and high resolution HRTEM. Scanning electron
microscopy (SEM). Elemental analysis by energy dispersion spectroscopy (EDS)
Atomic force microscopy (AFM)
Synchrotron radiation and its applications.
Practices: laboratory of X-ray diffractometer, electron microscopies and optical spectroscopies.
10. Materiale per esercitazioni:
• Strumentazione: Tecniche spettroscopiche: UV-Vis in Riflettanza Diffusa, fluorimetro, FTIR, XRF
Diffrattometro a raggi X di polveri
Microscopio elettronico in trasmissione (HRTEM)
Microscopio elettronico a scansione (EDS)
•
I laboratori per le esercitazioni si trovano al Centro dell’Innovazione e all’Incubatore dell’Università di Torino
in V. Quadrello 11
•
•
Materiale di consumo: celle per misure spettrofotometriche, retini per microscopia elettronica, azoto liquido
per misure a bassa temperatura.
Data ultima revisione 6 giugno 2005 - Rev. 01 – Mod15 Pagina 3 di 4
Università degli Studi di Torino
Facoltà di Scienze MM.FF.NN
Corso di Laurea Magistrale
in Chimica dell’Ambiente
Scheda programmi corsi
* 11. Materiale didattico
Il materiale didattico presentato a lezione è disponibile sul sito internet
* 12. Modalità di verifica
Voto finale
* 13. Tipo di esame
Orale
L'esame si svolge, di norma, come segue:
L’esame è orale, è prevista una relazione tecnico-scientifica sulle esperienze di laboratorio
Data ultima revisione 6 giugno 2005 - Rev. 01 – Mod15 Pagina 4 di 4